Проектирование кулачковых самоцентрирующих патронов

Конструкция кулачкового самоцентрирующего патрона с механизированным приводом. Методика проектирования станочного приспособления. Расчет сил резания, зажима, зажимного механизма патрона, силового привода, погрешности установки заготовки в приспособление.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 19.07.2009
Размер файла 88,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Технология машиностроения»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ КУЛАЧКОВЫХ САМОЦЕНТРИРУЮЩИХ ПАТРОНОВ

Курсовая работа по дисциплине «Технологическая оснастка»

Студент: Бережнов Е. П.

Группа: М-302

Преподаватель: Кучеров Андрей Олегович

ТОЛЬЯТТИ 2004г.

Цель курсовой работы - научиться проектировать станочные приспособления на примере разработки конструкции токарного самоцентрирующего трехкулачкового патрона.

Задачи курсового проекта:

ь изучить конструкцию кулачкового патрона;

ь разобраться в методике проектирования станочного приспособления;

ь выполнить необходимые расчеты для проектирования патрона и силового привода к нему;

ь разработать конструкцию токарного кулачкового самоцентрирующего патрона с механизированным приводом;

1.1 Сбор исходных данных

Операционный эскиз

Вид и материал заготовки - штамповка, сталь45.

Вид обработки - черновая.

Материал и геометрия режущей части инструмента - резец расточной из Т15К6 с

ц=60о;

г=-3о;

л=+5о;

Режимы резания: глубина t=1.2мм, подача S=0,45мм/об.

Скорость резания определяем по формуле:

;

Т=60мин,

Cv=350

X=0.15

Y=0.35

M=0.20

м/мин

Металлорежущий станок - 16К20Ф3 (наибольший диаметр патрона - 200мм, внутренний конус шпинделя - Морзе 6.

1.2 Расчет сил резания

Расчет сил резания выполним по методике, изложенной в [3]. При внутреннем точении составляющие Pz, Py силы резания рассчитываются по формуле:

,

где Ср, Х, У, n - постоянная и показатели степени для конкретных условий обработки. При обработке стали резцом, оснащенным пластиной из твердого сплава, равны:

- для расчета Pz

Ср=300, Х=1, У=0,75, n=-0,15

- для расчета Pу

Ср=243, Х=0,9, У=0,6, n=-0,3

Поправочный коэффициент Кр представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающий фактические условия резания

Кр=Кмр.Кцр.Кгр.Клр

где Кмр=- коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости (n'=0,75 для стали [3]).

Кцр -коэффициент, учитывающий влияние угла в плане резца на силы.

Кгр - коэффициент, учитывающий влияние переднего угла резца на силы.

Клр - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона режущей кромки.

- для расчета Рz:

Кцр=0,94, Кгр=1,1, Клр=1

- для расчета Ру:

Кцр=0,77, Кгр=1,4, Клр=1,25

Кмр=

Крz=1.0,94.1,1.1=1,034

Кру=1.0,77.1,4.1,25=1,3475

1.3 Расчет усилия зажима

В процессе обработки заготовки на нее воздействует система сил. С одной стороны действует составляющие силы резания, с другой - сила зажима препятствующая этому. Из условия равновесия моментов данных сил и с учетом коэффициента запаса определяются необходимые зажимное и исходное усилия.

Суммарный крутящий момент от касательной составляющей силы резания, стремящейся провернуть заготовку в кулачках равен:

Повороту заготовки препятствует момент силы зажима, определяемый следующим образом:

Из равенства Мр' и Mз' определяем необходимое усилие зажима, препятствующее повороту заготовки в кулачках.

где

d1=62.6мм, d2=102мм, Pz=2277Н, f=0,4

К=Ко.К1.К2.К3.К4.К5.К6

- для расчета W'

Ко=1,5, К1=1,2, К2=1, К3 =1, К4=1, К5 =1, К6=1.

К=1,8

- для расчета W''

Ко=1,5, К1=1,2, К2=1.4, К3 =1, К4=1, К5 =1, К6=1.

К=2.52

Сила Ру стремится вывернуть заготовку из кулачков.

Данному моменту препятствует момент от силы зажима

Необходимая сила зажима равна:

, где

d2=102мм, Pу=854Н, f=0,4, l=105мм, К=2,52

Для дальнейших расчетов принимаем наихудший случай

W=12828.6H

Величина усилия зажима W1 прикладываемая к постоянным кулачкам несколько увеличивается по сравнению с усилием W и рассчитывается по формуле:

где lk - вылет кулачка, расстояние от середины рабочей поверхности сменного кулачка до середины направляющей постоянного кулачка.

Нк - длина направляющей постоянного кулачка, мм.

f - коэффициент трения в направляющих постоянного кулачка и корпуса

вс=30мм, - толщина сменного кулачка,

вкз=20+30=50мм, - толщина постоянного кулачка

Вк=40мм, - ширина направляющей постоянного кулачка

В1=25мм, - ширина сменного кулачка

Нк=80мм

lk=62мм

f=0,1

Подставим исходные данные в формулу:

1.4 Расчет зажимного механизма патрона

Приступая к расчету зажимного механизма необходимо определиться с его конструкцией. В самоцентрирующих механизмах установочные элементы (кулачки) должны быть подвижными в направлении зажима и закон их относительного движения необходимо выдержать с высокой точностью. Поэтому на движение кулачков накладываются условия: разнонаправленность, одновременность и равная скорость движения. Данное условие можно выдержать, обеспечивая движение трех кулачков от одного источника движения.

В кулачковых патронах наибольшее применение получили рычажные и клиновые зажимные механизмы, движение которым передается центральной втулкой, связанной с силовым приводом.

Рычажный механизм представляет собой неравноплечий угловой рычаг, смонтированный в корпусе патрона на неподвижных осях, и которые своими сферическими концами входит с посадкой в пазы постоянного кулачка и центральной втулки.

При расчете зажимного механизма определяется усилие Q, создаваемое силовым приводом, которое зажимным механизмом увеличивается и передается постоянному кулачку

где iс - передаточное отношение по силе зажимного механизма

Данное отношение для рычажного механизма равно

где

А и Б - плечи рычага

На этапе расчета наружный диаметр патрона можно определить по формуле:

Дп=d2+2.Нк=102+2.80=262мм, так как Дп>200мм, выбираем рычажный зажимной механизм с iс=2.

1.5 Расчет силового привода

Для создания исходного усилия Q используется силовой привод, устанавливаемый на задний конец шпинделя. В его конструкции можно выделить силовую часть, вращающуюся совместно со шпинделем, и муфту для подвода рабочей среды. В качестве приводов наибольшее применение получили пневматические и гидравлические вращающиеся цилиндры.

Следует попытаться применить пневматический привод, так как в любом производстве имеются трубопроводы для подачи сжатого воздуха. Диаметр поршня пневмоцилиндра определяется по формуле:

где Р - избыточное давление воздуха. Р=0,4МПа.

В конструкции станка 16К20Ф3 можно встроить силовой привод с диаметром поршня не более 120мм. Если при расчете по формуле диаметр получится более 120 мм, то следует применять гидравлический привод, где за счет регулирования давления масла можно получить большие исходные усилия. При заданном усилии Q подбираем давление масла (Рг=1; 2,5; 5; 7,5МПа), чтобы диаметр поршня не превышал 120мм.

мм, - для пневмопривода

При Рг=1МПа

мм, - для гидрацилиндра

Принимаем D=110мм.

Ход поршня цилиндра рассчитывается по формуле:

+10…15мм,

где Sw - свободный ход кулачков. Sw=5мм

- передаточное отношение зажимного механизма по перемещению.

+10=20мм.

1.6 Расчет погрешности установки заготовки в приспособление

Погрешность установки определяется по формуле:

где ед - погрешность базирования, равная нулю, так как измерительная база используется в качестве технологической.

ез - погрешность закрепления - это смещение измерительной базы под действием сил зажима. ез=0

епр - погрешность элементов приспособления, зависящая от точности их изготовления.

?1, ?3 - погрешности, возникающие вследствие неточности изготовления размеров А1 и А3 (?1=0,013мм, ?3=0,008мм)

?2, ?4, ?6 - погрешности из-за колебания зазоров в сопряжениях (?2=0,009мм, ?4=0,013мм)

?5 - погрешность, появляющаяся из-за неточности изготовления плеч рычага.

?5.sin?в==0,01

Z=0.0315

еy< Z; 0,02<0,0315. Условие выполняется.

ЛИТЕРАТУРА

1. Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А. А. Панов и др.; М.: Машиностроение, 1988/

2. Горошкин А. К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник - 7-е издание М. Машиностроение, 1979

3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. Т2 /А. Г. Косилова - 4-е изд. М. Машиностроение,1985/

4. Справочные приспособления: Справочник. В 2-х томах. Т1 / Б. Н. Вардашкин, 1984/

5. С. В. Николаев Приспособления для токарных и шлифовальных станков. Тольятти, 1987.


Подобные документы

  • Проектирование приспособления для зажима детали "Колесо рабочее". Составление операционного эскиза. Проверка условий возможности перемещения заготовки. Расчет погрешности базирования, усилия зажима заготовки, основных параметров зажимного приспособления.

    контрольная работа [398,7 K], добавлен 03.06.2014

  • Назначение станочного приспособления. Принцип работы универсального переналаживаемого приспособления для обработки детали "Бракет". Расчет погрешности установки. Оценка усилия зажима заготовки в приспособлении и основных параметров зажимного механизма.

    курсовая работа [496,9 K], добавлен 08.07.2015

  • Проектирование приспособления: специализированное безналадочное для фрезерования шпоночных пазов в деталях типа валов. Разработка схемы установки и усилия зажима заготовки, конструкции корпуса приспособления, расчет силового привода и силы резания.

    курсовая работа [281,0 K], добавлен 19.07.2009

  • Типы станочных приспособлений, их применение, сущность и особенности разработки. Расчет сил резания, выбор схемы закрепления заготовки, конструкции зажимного механизма и силового привода. Работа приспособления и расчет погрешностей установки заготовки.

    курсовая работа [561,9 K], добавлен 30.05.2012

  • Проектирование универсально-сборного станочного приспособления. Описание конструкции вспомогательного инструмента. Расчет точности элементов приспособления. Расчет сил резания, усилия зажима и зажимного механизма. Описание конструкции приспособления.

    курсовая работа [121,4 K], добавлен 18.08.2009

  • Назначение и принципы работы патрона разжимного кулачкового и вилки-фланца карданного вала среднего моста. Определение и расчет погрешности базирования заготовки. Определение схемы направления сил зажима и сил резания. Выбор привода и силового механизма.

    курсовая работа [246,3 K], добавлен 10.02.2016

  • Анализ технологичности конструкции лысок, выбор метода получения и механической обработки заготовки. Формулирование служебного назначения станочного приспособления. Расчет режимов резания деталей, параметров силового привода и погрешности установки.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 03.07.2011

  • Разработка маршрутного технологического процесса проектирования станочного приспособления. Теоретическая схема базирования и анализ его погрешности. Схема и расчет силы закрепления. Расчет и выбор привода. Расчет на прочность штифтового соединения.

    курсовая работа [4,2 M], добавлен 21.10.2009

  • Описание детали, выбор приспособления и вида силового зажима. Характеристика металлорежущего станка. Схема базирования детали "Вал". Расчет сил закрепления и сил резания. Определение погрешности установки заготовки. Расчет режимов резания при точении.

    контрольная работа [984,2 K], добавлен 23.07.2013

  • Проектирование специального станочного приспособления. Разработка эскизных вариантов будущей компоновки приспособления. Расчет погрешности базирования заготовки, необходимого усилия для её закрепления. Определение основных параметров зажимного устройства.

    курсовая работа [258,1 K], добавлен 03.11.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.